Účinnost vakuových trubicových a deskových kolektorů

Někteří zákazníci se v  telefonní nabídce setkají s termínem, že vakuové solární systémy jsou účinnější, než solární systémy na bázi plochých kolektorů. Takovéto argumenty jsou zcela liché. Slovo účinnost solárního kolektoru je zde bráno jako stěžejní argument pro prodej, bez jakékoliv znalosti významu tohoto technického specifika solárního kolektoru. Pokud je tvrzeno, že vakuové trubicové systémy jsou účinnější, než deskové kolektory, nelze tuto argumentaci přijmout, pokud není doložena test reportem jednotlivých srovnávaných typů solárních kolektorů. Proto obecné používání termínu "vyšší účinnost kolektoru" je minimálně zavádějící.

 

Je skutečně účinnost ten nejdůležitější faktor při výběru solárního kolektoru?

Účinnost kolektoru je součástí výkonové zkoušky. Máme zde však i spolehlivostní zkoušky, které jsou bez pochyby pro ekonomickou návratnost investice do solárního systémy ještě důležitější. Nabízí se otázka jak se účinnost kolektoru měří a jaký je její celkový vliv na výkon kolektoru? Není životnost solárního kolektoru důležitější, než jeho účinnost? Nutno zdůraznit, že mnohem důležitější, než účinnost kolektoru, je tepelný výkon celé soustavy solárního systému, který mnohem lépe vystihuje přínos instalace solárního systému jeho uživateli.

 

Účinnost solárního kolektoru dle ČSN EN ISO 9806

Nepoužívejme slovo účinnost jako nějaké “noname“ slovo, ale vycházejme z údajů obsažených v test reportech daného typu solárního kolektoru. Solární kolektory se testují aktuálně dle platné normy ČSN EN ISO 9806. Uváděná norma je v účinnosti od 1.7.2018. Tato norma obsahuje celou řadu informací o solárním kolektoru, nicméně nyní se budeme držet pouze uváděné účinnosti, abychom toto téma mohli lépe vysvětlit. Zásadní změnou oproti předchozí normě ČSN EN 12975-1,2 je vztažení účinnosti k hrubé ploše solárního kolektoru. Předchozí norma uváděla účinnost kolektoru vypočtenou k ploše apertury a absorbéru. Plocha apertury je definována platnou normou jako plocha, kterou vstupuje sluneční záření do solárního kolektoru. Hrubá plocha kolektoru je jeho obrysová plocha, vymezena vnějšími rozměry solárního kolektoru. Rozdíl mezi hrubou plochou a plochou apertury je u deskových plochých kolektorů okolo 10 %. Naproti tomu u vakuových solárních kolektorů může tento rozdíl činit i 40%.

Vypočtená účinnost vakuových solárních kolektorů dle platné normy ČSN EN ISO 9806 posouvá hodnoty těchto kolektorů hluboko pod hodnoty solárních deskových kolektorů. Tvrdí-li tedy někdo, že účinnost vakuových kolektorů je vyšší, než účinnost deskových kolektorů, pravděpodobně je zcela neznalý aktuálně platných norem, nebo z nevědomosti mystifikuje případného zájemce o solární systém. Dodavatelé trubkových kolektorů se musí smířit s faktem, že křivka účinnosti vakuových solárních kolektorů se nachází výrazně pod křivkou účinnosti plochých deskových kolektorů. Je pravděpodobné, že dodavatelé vakuových trubic budou prezentovat potencionálnímu zákazníkovi stále ještě data účinnosti solárního kolektoru z již zastaralé normy, která jejím produktům přisuzuje až několikanásobně lepší parametry oproti aktuálně platné normě ČSN EN ISO 9806. Sousloví jako vyšší účinnost solárního kolektoru a další, je prodejci užíváno ke komerční podpoře prodeje svých produktů, neboť může v zákazníkovi vytvářet dojem selekce mezi lepšími a horšími solárními kolektory.  

 

Legislativní požadavky na min. účinnost kolektoru

Legislativní požadavky na minimální účinnost kolektoru jsou dány vyhláškou 441/2012 Sb. Tato je vyžadováno pro nové instalace s podporou tepla z OZE. Pro solární ploché kolektory je stanovena minimální účinnost 0.60 při rozdílu teplot mezi kolektorem a okolním vzduchem 30 K. Pro solární trubkové kolektory je stanovena minimální účinnost 0.55 při rozdílu teplot mezi kolektorem a okolním vzduchem 50 K. Uváděno při slunečním ozáření G= 1000 W/m2.

Reálná účinnost kolektorů se pohybuje mezi 50 až 70 %, často však bývá zaměňována s optickou účinností či pohltivostí absorbéru. Nutno zdůraznit, že účinnost solárního kolektoru nelze nezaměňovat s účinností celé solární soustavy.

Pro skutečný přínos solárního systému lze dnes využít dostupné výpočetní softwary, které přináší uživateli celou řadu podrobných informací ohledně instalované solární soustavy (včetně tepelných zisků apod).

 

Srovnání účinnosti vakuového trubkového a deskového kolektoru

Abychom nezůstali pouze u nepodložených tvrzení o  účinnosti solárních kolektorů, v tabulce uvedené níže přinášíme porovnání výkonu mezi vakuovými a deskovými kolektory, porovnání účinnosti vakuových trubicových a deskových kolektorů dle platné normy ISO 9806:2013. Pro objektivní porovnání jsme vybrali 2 různé solární kolektory o stejné ploše, které nejsou uvedeny v naší nabídce.

Porovnávané solární kolektory jsou o stejné hrubé ploše: deskový solární kolektor H81-26 a vakuový trubicový kolektor SMC16-01

     Výkon solárního kolektoru při Gb= 850 W/m2, Gd= 150 W/m2    
 Název kolektoru  typ kolektoru  hrubá plocha  účinnost kolektoru η0 hem  0 K 10 K  30 K  50 K  70 K
 SMC16-01  vakuový trubkový  2.42 m2  0,406  984 W  958 W  891 W 802 W  692 W
 H81-26  deskový plochý  2.42 m2  0,696  1711 W  1612 W  1389 W 1130 W  837 W

 

Test report SMC16-01 ke stažení: zde

Test report H81-26 ke stažení: zde

 

Z výše uvedené tabulky je zřejmé, že:

  • špičková účinnost deskového kolektoru založená na hemisférickém ozáření je mnohem vyšší, než účinnost vakuového trubkového kolektoru.
  • výkon deskových kolektorů je při stejné hrubé ploše nesrovnatelně vyšší, než u kolektorů vakuových trubkových.